Экологичность зданий и инженерных сооружений – это их соответствие постулатам экологии, способность создавать здоровую и красивую внутреннюю и внешнюю среду, мягко взаимодействовать с природой, поддерживать экологическое равновесие и органично вписываться в природную среду, не быть отторгаемыми, сохранять и восстанавливать природу и среду жизни, использовать природосберегающие и природовосстанавливающие решения, повышать эффективность использования ресурсов и потреблять преимущественно возобновляемые ресурсы. Полностью экологичные здания и инженерные сооружения должны решать проблемы самообеспечения всеми ресурсами и переработки отходов за счет инновационных архитектурно-строительных и технологичных решений. В современном строительстве успешно используются следующие возобновимте ресурсы: солнечная энергия – пассивные и активные системы солнечного отопления, солнечные электростанции; ветровая энергия – ветроагрегаты для производства энергии, подачи воды, ее нагрева, как элементы метантенков и т.п.; биоэнергия органических отходов для производства биогаза и его применения в зданиях; геотермальная энергия – тепло Земли или разницы температур на поверхности и на небольшой глубине для производства тепловой энергии; энергия движущейся воды, в т.ч. энергия волн, приливов и отливов; гидротермальная энергия – тепло подземных вод или разницы температур на поверхности и на небольшой глубине водоема; система всех внутренних источников в зданиях – утилизация тепловой энергии от всего электрооборудования и приборов, людей; сбросное тепло в различных технологических циклах – утилизация всего сбросного тепла с помощью тепловых насосов и аккумуляторов; интеллектуальные системы контроля расходования энергии.
Здания с максимальным использованием выделяемой внутри них тепловой энергии и максимальной защитой от потерь тепла через наружные поверхности и вентиляцию называются энергосберегающими, или энергоэкономичными. В этих зданиях стремятся использовать технологии отопления, вентиляции, освещения, водоснабжения, канализации с минимальными затратами энергии на их функционирование. Для экономии энергии используют следующие мероприятия:
- объемно-планировочные решения, облегчающие экономию энергии;
- использование эффективной дополнительной теплоизоляции наружных стен и целях снижения передачи теплоты наружу здания;
- применение энергосберегающих окон, форточек, жалюзи;
- устройство снаружи здания светопрозрачной теплицы, зимнего сада;
- обваловка части здания грунтом, кровля-газон, кровля-зимний сад;
- герметичная заделка всех стыков и щелей, исключение утечек теплоты;
- улучшение ввода дневного света в здание с помощью зеркальных жалюзи (полок) в целях сокращения затрат на искусственное освещение;
- ввод свежего воздуха в здание с помощью новых дефлекторов типа «капюшон» и ветроколес, не требующих подвода электроэнергии;
- утилизация тепла из удаляемого из здания теплого воздуха для подогрева наружного холодного воздуха с помощью специальных теплообменников, устанавливаемых в окнах или рядом с ними; утилизация тепла удаляемых тепловых стоков из кухни и ванной;
- устройство окон только с одной или двух (смежных) сторон здания для исключения сквозного проветривания;
- утилизация теплоты от внутренних источников (бытовые приборы, люди, теплая вода после употребления и т.п.) с помощью тепловых насосов;
- пассивные системы утилизации солнечной энергии, не требующие затрат электроэнергии; уменьшение оконных проемов с северной стороны;
- оконные стекла с энергетически эффективными покрытиями (с пассивными или управляемыми смарт-покрытиями, позволяющими на 30-50% снизить теплопотери зимой и уменьшить поток тепла в здании летом);
- динамическая теплоизоляция наружных стен с воздушными каналами, сквозь которые проходит воздух, нагревается и отапливает помещение.
15.4. Что такое аркология? Каковы задачи архитектора в формировании экологической городской среды?
Аркология (архитектура+экология) – экологичная архитектура, учитывающая экологические законы, рекомендации и требования при создании регионов, городов, зданий, сооружений (создание экологичной, в т.ч. сенсорной, городской среды, приближение жителя города к естественной природе и т.д.). Основные принципы аркологии развиты итало-американским архитектором Паоло Солери. Согласно автору идеи, в процессе урбанизации городские поселения сначала занимают неоправданно большую территорию, нанося тем самым ущерб окружающей среде, а затем занятое пространство расходуется нерационально в процессе уплотнения населения. Несмотря на то, что центральным элементом идеи является уменьшение занимаемой площади путём переноса поселения в трёхмерную гиперструктуру, Солери не ограничивается лишь экологическими соображениями и развивает идею и в социальном направлении, предполагая, что заново отстраиваемые гиперструктуры будут способствовать лучшему планированию, максимальной самодостаточности и наибольшему использованию общественного транспорта, что в сумме позволит повысить плотность населения, избегая при этом классических проблем больших городов.
Архитектор, инженер-строитель,как основные участники процесса создания здоровой городской среды, проектирования, строительства и реконструкции отдельных зданий, сооружений целых поселений до начала их проектирования должны представлять, каким образом они будут влиять на окружающую среду и живые организмы, как будет взаимодействовать с искусственной застроенной средой естественная природная среда. От знания законов развития природы, основ экологии будет зависеть их профессиональное умение исключить негативное воздействие зданий и сооружений на природу, органично вписать их в природную среду, помочь развитию природных систем и одновременно повысить качество жизни человека, комфортность городской среды.
Требования для создания экологической архитектуры:
1) сохранение и восстановление пригородной естественной природы в пределах города:
- создание систем озеленения города;
- сдерживание территориального роста города.
2) создание необходимой экологической инфраструктуры, обеспечивающий среду жизни человека:
- разделение транспортного и пешеходного потоков;
- шумоизоляция;
- модуль сети основных магистралей;
- экологические системы коммуникаций хозяйства.
3) создание экологичной среды жизни в городе:
- чистый воздух, вода;
- эстетика архитектурной среды;
- ландшафтная среда, благоустройство.
Архитекторы и инженеры-экологи должны обладать как общими знаниями, формирующими их экологическое мышление, так и специальными, дающими возможность проектировать и строить в равновесии с природой, не загрязнять и восстанавливать среду при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.